品红能否检验SO2

品红能否检验SO2 品红能否检验SO2 2006年第1O期化学教育?57? 品红能否检验SO2 李先栓 (江苏宿迁高等师范学校223800) 1课题引入 教科书在介绍浓硫酸与铜反应时有这样的叙述:浓硫酸与铜在加热时能发生反应,放出能使紫色石蕊试液变红或使品红 溶液褪色的气体.从对实验现象的中,我们可以得出这样一个结论:浓硫酸与铜反应生成的气体并不是氢气.实验证 明,反应生成的气体是二氧化硫|】].这段话虽未说明二氧化硫可以用品红来鉴定,但极易造成误解.《化学教学~2000年第11 期第11页"用微型化学实验进行创新教育的探索"一文中就有这样的叙述,"在做乙烯的制法和性质实验中.……先用品红溶 液检验SO,再用澄清石灰水检验CO,……"由此提出本文论点:品红可以检验SO吗? 2实验探索 ,=,/=, 根据教师教学用书介绍,品红的结构式为C1HzN==<c,(<\NHz).,计算其分子式为c.HN.cl,调查试\==/— 剂瓶上的标签,发现为碱性品红.是否有酸性品红?它是生物实验室所用的生物染色素(酸性品红试剂瓶标签上的分子式为 Cz.HN0.S3Naz).用碱性品红,酸性品红与酸,碱类物质反应,实验结果比较见表1. 表1 3实验原理 3.1碱性品红与SO2(H:s)的反应机理 S()2+H2OF=H2SO3,H2S03:~'OSO2H NH 0H 品红发色母体(无色) H2Nc一(NH一 +H.实验?碱性品红溶液滴加稀H!SO酸化后: 一 c◎一z H0H Nc一(◎一NH 碱性品红(红色) HzNc一c~NHz)zHzN—一一cNHz: ()S02H 亲核取代反应中OH一是具有很强碱性的基团,根本不R—HO,进行S1历程的亲 核取代反应?. 能作为离去基团进行亲核取代反应,酸性条件下形成SO(HSO.)与品红的化学反应 方程式: ? 58?化学教育2006年第1O期 clc_(◎一NHHSO. 碱性品红(红色) H2Nc一(◎一)z4-HC1_2_(1) 6s0H (无色) 3.2品红与其他酸,碱类物质的反应原理 实验?,?中HC1,H.SO等强酸类与品红的化学反应 原理如下: Nc一(◎一) 碱性品红(红色) +H2Nc一(◎一N(2) (黄色) 含有供电子基(一NH)的化合物在酸性介质中离子化 (一NH;)时,降低了氨基的供电子性质,导致吸收光谱向波 长较短的方向移动,使颜色变浅.例如: " \ "' 6 则不难理解品红溶液加酸后的颜色变化. 实验?,?中稀硫酸滴人品红溶液中,增大了碳正离子 的正电性,有利于OSOzH和I的亲核取代反应,因此有更 明显的褪色效果. 实验?中,H2CO3(Ka『一4.3×10)的酸性比H2SO3 (Ka一1.0×10)弱很多,其弱酸性介质难以使氨基离子 化,因此通入COz气体,品红溶液褪色极慢. 实验?,?中,NH?HzO或NaOH等碱类与品红的化 学反应原理: Nc_(◎一NH)一 H2Nc一(O--NH) H2NcNH2) H2Nc_cNH: 6H 化学反应方程式为: clH2N守一(NH2)z4-NH..H20 碱性品红(红色) HzNNH2)2+NHcl?2](3) 6H 品红发色母体(无色) 4探究结论 4.1探索品红结构中的发色团 品红结构中的发色团是什么?从品红结构来看,品红结 构中的H2N==<一>==c_一,反应后生成了 HNc,,与品红结构中的2个 — 一 c,NH.相同,由它们构成无色的品红结合物,说 \= — 明品红的发色团不是--CHNH2,而是 \:== /:x HN:=<C,基团.有机化合物分子中共轭体系的\=:= 增长导致颜色的加深一. 4.2SO:与品红的结合物为何不稳定 SO,HC1,NH?HO等挥发物结合的品红不稳定;而 H:S(L,NaOH结合的品红则无"可逆"现象.从化学反应方 程式(1),(2),(3)来看,加热有利于挥发物逸出,有利于品红 生成;而HzSO,NaOH不挥发,始终储存于溶液中与品红结 合,故加热不可逆为红色.所以实验?,?中褪色后加热,溶 液不变色. 4.3SO:不具有漂白性 说"SOz具有漂白性"是不准确的,实质上是H:S().的作 用,如同说氯气的漂白作用是错误的,而是HC10的作用. 4.4品红不能作为SO:检验的惟一试剂 SO2(HSO.)与品红的结合,并不是SO(H:SO.)所具 有的独特性质;对于"碱性品红"和"酸性品红"来说.酸,碱类 物质都可使其褪色.因此用品红作为二氧化硫的鉴定试剂 不具科学性. 4.5"酸性品红"和酸性的品红 在"碱性品红"溶液中加酸,不是"酸性品红","碱性品 红"和"酸性品红"的分子式和结构式不同,实验?,?体现的 性质亦不同.在"碱性品红"溶液中加酸则呈黄色.而酸性品 红则不变色.教师教学用书建议用"2,3滴稀硫酸滴人品红 溶液中","形成pH一1的酸性品红溶液有更明显的效果". 这里的酸性品红溶液实指加酸的"碱性品红"溶液,在"碱性 品红"溶液中加酸"形成pH一1的酸性品红溶液",有利于 SO.H的亲核反应,因而褪色加快,再多加酸则呈黄色,不能 用于实验;若指"酸性品红",则不用加酸.酸性的品红与"酸 性品红"不是同一概念,课文中关于品红指向不明. 4.6如何检验s0: 作为性质实验,酸性品红用于SO的漂白实验有更明显 的效果;若用于检验需其他试剂协助.方法如下:将待测气 体通入紫色石蕊试液,若变红色说明是酸性气体,再通入酸 性品红溶液,若褪色则可说"实验证明,反应生成的气体是二 氧化硫".酸性品红能较好的证明浓HSO与Cu反应的产 物是SOz,浓HzSO热分解产生的SO.对酸性品红无影响, 对碱性品红则使其褪色.教科书中关于"使紫色石蕊试液变 红或使品红溶液褪色",建议改为"使紫色石蕊试液变红和使 酸性品红溶液褪色".这样才能说"实验证明,反应生成的气 体是二氧化硫". 参考文献 [1]人民教育出版社化学室.全日制普通高级中学教科书?化学 (必修).北京人民教育出版社,2000:135 E2]人民教育出版社化学室.全日制普通高级中学教科书(教师教学用 (必修).第一册.北京:人民教育出版社.2000:146 书)?化学 [3]邢其毅等.基础有机化学(下册).北京:高等教育出版社.1983:804 EC吉林师范大学等合编.有机化学(上册).北京:高等教育出版社. 1980:226.92.90